Развитие транспорта в России (стр. 3 из 8)

В середине XVI века термин "каракка" выходит из употребления. Большое парусное судно с тремя или четырьмя мачтами стали называть просто судном. В конце XVI века в Голландии начали строить суда нового типа ≈ флейты. Соотношение длины судна к ширине 4:1 и более. Флейты имели добротное парусное вооружение, небольшую осадку и хорошие мореходные качества. Они считались наиболее экономичными судами своего времени.

На севере Европы в начале XVII века появляется новый тип судна, похожий на флейт ≈ трехмачтовый пинасс (пинасса). К этому же типу судов относится и появившийся в середине XVI века галион ≈ военное судно португальского происхождения, которое в дальнейшем стало основой флотов испанцев и англичан. На галионе впервые орудия были установлены и над и под главной палубой, что привело к строительству батарейных палуб; орудия стояли по бортам и стреляли через порты. Водоизмещение крупнейших испанских галионов 1580-1590 годов равнялось 1000 т., а соотношение длины корпуса к ширине 4:1. Отсутствие высоких надстроек и длинный корпус позволяли этим кораблям ходить быстрее и круче к ветру, чем "круглым" судам. Для повышения скорости были увеличены количество и площадь парусов, появились добавочные паруса ≈ лисели и ундерлисели. В то время символом богатства и силы считались украшения ≈ все государственные и королевские суда были роскошно отделаны. Различие между военными и торговыми кораблями стало более отчетливым. В середине XVII века в Англии начали строить фрегаты, имевшие до 60 орудий на двух палубах, и меньшие боевые суда, такие, как корвет, шлюп, бомбарда и другие.

В XVIII веке значительно совершенствуются деревянные судовые конструкции. Стала обычной постройка судов водоизмещением до 2000 т.
С середины столетия отказываются от блинда-стеньги. Вместо этого на бушприте устанавливают утлегарь для крепления среднего кливера, кливера и бом-кливера. На английских судах кливера появились еще в 1702 году. С 1705 года в употребление входит штурвал, при помощи которого можно было перекладывать руль, находясь на квартердеке (приподнятая на 0,8-1 м кормовая часть верхней палубы). Во второй половине XVIII века корпуса судов стали значительно прочнее, так как увеличилось количество шпангоутов, при этом каждый второй шпангоут имел двойную толщину. На больших судах мачты и некоторый другой рангоут изготовляли из отдельных элементов, скрепляемых железными обручами ≈ бугелями. С 1761 года в Англии, чтобы предохранить корпус судна от древоточцев, на его подводную часть стали накладывать медные листы на медных гвоздях. Вскоре такая практика распространилась повсеместно.

В начале XVIII века основой военных флотов становятся линейные корабли, названные так в связи с возникновением линейной тактики морского боя: суда выстраивались один за другим в линию так, чтобы было возможным вести огонь из всех пушек одного борта, что наносило противнику наибольший урон. Водоизмещение трехдечных линейных 100-пушечных кораблей 1-го ранга достигало 5000 т., а 40 - 50-пушечных двухдечных кораблей 3-го ранга ≈ 1000 т. Вследствие увеличения стоимости постройки, а также в целях улучшения управления судном носовые скульптурные фигуры и богатое украшение кормы постепенно исчезают. В конце XVIII века борта судов красят в черный и желтый цвета (черные полосы ≈ по батарейным палубам, желтые ≈ между ними), внутренние стороны пушечных портов еще со времен галер ≈ в красный цвет. Позже желтые полосы заменяют белыми.

Известно, что древние корабли строились самими же мореплавателями, и проектирование нового корабля всегда делалось с учетом будущего режима и района плавания. Можно сделать предположение, что если определенные проектные решения по форме корпуса и корабельной архитектуре сохранялись веками и тиражировались одновременно в нескольких странах, то соответствующие корабли можно считать вполне мореходными или же оптимальными по условиям плавания и хорошей морской практики.
Древним корабелам-мореплавателям приходилось уделять существенно большее внимание безопасности штормового плавания, так как гребные весла не пригодны в качестве движителей даже при умеренном волнении, а сильный шквальный ветер превращает парусное вооружение в источник серьезной опасности. Современное же судно, при условии поддержания работоспособности главного двигателя и рулевого устройства, в состоянии противопоставить морской стихии мощность своих машин, тем самым снижая требования к штормовой мореходности, обеспечиваемой формой корпуса и надстроек.

Историческая эволюция корабельной архитектуры объясняется изменениями в принципах приведения корабля в движение и лишь отчасти состоянием технологии кораблестроения. Последний тезис удобно применять для анализа мореходности судового корпуса с древнейших времен и до начала ХХ века. В архитектуре же современных судов одинакового назначения можно найти существенные отличия в их форме корпуса и надстроек, поэтому становится интересным проведение сравнительного анализа мореходных качеств, обусловленных обводами корпуса и архитектурой надстроек. Актуальность такого вопроса связана также с тем, что в последние десятилетия очень быстро меняется представление о наилучшей форме корпуса, но за этот период не произошло каких-либо изменений в принципах обеспечения мореходности или в способе поддержания движения.

Mожно предположить, что связная история развития представлений о наиболее мореходном корабле определялась практическим опытом мореплавания, который формализовался в систему эвристических и, по-видимому, неписаных правил. Эти правила потеряли свое определяющее значение с приходом к практическому проектированию поколения профессиональных инженеров - не знакомых с практическим судовождением. Этот рубеж отмечается во времени появлением и триумфом проекта эсминца типа "Новик". То есть, когда стремление к максимальному насыщению корабля оружием возобладало над свойственной мореплавателям заботой о хорошей мореходности.

По выражению Томаса Джилмера [Джилмер Томас С., 1984]: "Проектирование кораблей часто считают искусством...", он продолжает: "... Значение его как искусства недооценивается лишь теми конструкторами, воображение и творческая мысль которых ограничены... ". Думается, что при проектировании судовых обводов, последнее будет актуально вплоть до появления методов вычислительной оптимизации, учитывающей не только ходкость корабля на спокойной воде, но и весь комплекс вопросов штормового плавания на взволнованной поверхности моря. В настоящее же время неизвестно удовлетворительных оптимизационных решений как в задаче о ходкости, так и в задаче о мореходности. Нет таких решений и для поверочных расчетов по заданной форме корпуса, и не только в случае плавания на волнении, но даже и на спокойной воде.

3.1 Древние инженерные решения по мореходности судна

Известно, что Фараон Нэхо (612-576гг. до н.э.), для организации внешней торговли и мореплавания, обращался к услугам финикийцев, государство которых находилось на богатой лесом территории современного Ливана и Сирии. Расцвет кораблестроения и морской славы Финикии приходится на 1200-700гг. до н.э.

Рисунок 1 – Египетское папирусное судно

Корпус судна хорошо приспособлен для речного плавания с частыми подходами к необорудованному пологому берегу.

Это были крупные торговые суда с палубами, по форме корпуса и мореходным качествам похожие на ладьи викингов, а также военные корабли с тараном и даже, двумя рядами весел. Как о великих мореплавателях можно судить потому, что финикийцы имели колонии по всему побережью Средиземного моря, о них знали далеко за пределами Гибралтарского пролива, в том числе на английских островах и даже за мысом Доброй Надежды. [Курти О., 1977].

Рисунок 2 – Финикийское морское торговое судно.

Подобно судам викингов, такое судно в состоянии удерживаться лагом к штормовой волне. В этом режиме плавания килевая качка демпфируется развалом шпангоутов в оконечностях, а большая поперечная остойчивость корпуса позволяет отслеживать поверхности волны, чем обеспечивается незаливаемость.

Mорская слава Финикийцев говорит о хорошей мореходности их торговых судов. Принципы проектирования формы корпуса таких судов дольше всего сохранялись в ладьях Викингов. Для анализа опыта штормового плавания можно обратится к практике использования самодельных деревянных лодок, которые уверенно ходят по взволнованной поверхности Волжских водохранилищ, держа курс "лагом к волне". Kорпус этих судов является наиболее ярким примером приспособляемости к свойствам ветрового волнения. Здесь корабелы преследуют цель минимизации силового взаимодействия корпуса с волнением, ставя условием обеспечение незаливаемости палубы

Штормовое плавание лагом к волне

Oсновными особенностями обводов корпуса, которые обеспечивали штормовую незаливаемость верхней палубы, можно выделить следующие: